JP2009257510A - フレクスプラインおよび波動歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外径を大きくすることなく中空径を大きくとることのできる中空型の波動歯車装置のフレクスプラインを提案すること。
【解決手段】波動歯車装置１のフレクスプライン３では、その円環状フランジ３３を、ダイヤフラム３２の外周端３２ａから直角に折り曲げた第１円環部３３ａと、この第１円環部３３ａの先端部から内側に一定幅で突出させた断面形状の第２円環部３３ｂとから構成してある。装置軸線１ａの方向から見た場合に、円環状フランジ３３をダイヤフラム３２の形成領域内に配置することができる。シルクハット形状のフレクスプラインに比べて外径を小さくすることができ、中空型の波動歯車装置を製造する場合には、カップ形状のフレクスプラインを用いる場合に比べて中空径を大きくすることが容易である。
【選択図】図１

Description

本発明は波動歯車装置の構成部品であるフレクスプラインに関し、特に、中空型の波動歯車装置の外径を小さくすることのできるフレクスプラインの形状の改良に関する。

波動歯車装置には、カップ形状のフレクスプラインを備えたカップ型と呼ばれるもの（特許文献１参照）、シルクハット形状のフレクスプラインを備えたシルクハット型と呼ばれるもの（特許文献２参照）、円筒状のフレクスプラインを備えたフラット型と呼ばれるもの（特許文献３参照）が一般的に知られている。これらのうち、カップ型およびシルクハット型のものでは、フレクスプラインに剛性部材からなる円盤状あるいは円環状の取り付けフランジあるいはボスが形成されており、ここに、固定側部材あるいは負荷側部材が連結固定されるようになっている。

ここで、中心に中空部が貫通して延びている中空型の波動歯車装置としてカップ型のものを用いる場合には、フレクスプラインのカップ形状の底面部分を規定している取り付けフランジに中空部を形成する必要があるので、中空径を大きく出来ないという制約がある。これに対して、中空型の波動歯車装置をシルクハット型のものを用いる場合には、取り付けフランジによって中空径が制約を受けることが無い。しかし、取り付けフランジが外方に広がっているので、この部分が波動歯車装置における外径の最も大きな部分となり、カップ型に比べて波動歯車装置の外径が大きくなってしまう。
特開２００７−２３１９９６号公報 特開２０００−１８６７１８号公報 特開平０２−２７５１４７号公報

このように、従来においては、中空径を大きくとることができ、同時に、外径を小さくすることができる中空型の波動歯車装置を製造するのに適したフレクスプラインが提案されていない。

本発明の課題は、この点に鑑みて、外径を大きくすることなく中空径を大きくとることのできる波動歯車装置のフレクスプラインを提案することにある。

また、本発明の課題は、この新しいフレクスプラインを用いた波動歯車装置を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、波動歯車装置（１）の構成部品であるフレクスプライン（３）であって、
半径方向に撓むことのできる円筒状胴部（３１）と、
この円筒状胴部（３１）の一方の開口端（３１ａ）に連続して、その半径方向の外方に折れ曲がって延びている円盤状のダイヤフラム（３２）と、
このダイヤフラム（３２）の外周端（３２ａ）に連続している剛性の円環状フランジ（３３）と、
前記円筒状胴部（３１）における他方の開口端（３１ｂ）の側の外周面部分に形成した外歯（３４）とを有し、
前記円環状フランジ（３３）は、
前記ダイヤフラム（３２）の外周端（３２ａ）から前記円筒状胴部（３１）とは反対方向に直角に折れ曲がって延びている第１円環部（３３ａ）と、
この第１円環部（３３ａ）の先端側の部位を一定幅で一定量だけ内方に突出させた断面形状の第２円環部（３３ｂ）とを備えていることを特徴としている。

ここで、前記円環状フランジ（３３）は、装置軸線（１ａ）に沿った方向から見た場合に、前記ダイヤフラム（３２）の形成領域内に位置していることが望ましい。

次に、本発明の波動歯車装置（１）は、
剛性のサーキュラスプライン（２）と、
上記構成のフレクスプライン（３）と、
このフレクスプライン（３）を楕円形に撓めて前記サーキュラスプライン（２）に対して楕円形の長軸方向の両端部分で噛み合せ、これらの噛み合わせ位置を円周方向に移動させることにより両スプライン（２、３）の間に両スプライン（２、３）の歯数差に応じた相対回転を発生させるウエーブジェネレータ（４）とを有していることを特徴としている。

ここで、中空型の波動歯車装置の場合には、前記ウエーブジェネレータ（４）のウエーブプラグ（４１）の中心部分に貫通穴（４３）を形成すればよい。

なお、上記の括弧内の符号は、以下に説明する本発明の実施の形態において使用しているものであり、理解を容易にすることを目的として付してあり、本発明を実施の形態に限定することを意図したものではない。

本発明のフレクスプラインでは、その円環状フランジを、ダイヤフラムの外周端から直角に折り曲げた第１円環部と、この第１円環部の先端部から内側に一定幅で突出させた断面形状の第２円環部とから構成してあり、装置軸線の方向から見た場合に、円環状フランジをダイヤフラムの形成領域内に配置することができる。

したがって、本発明によれば、シルクハット形状のフレクスプラインに比べて外径を小さくすることができる。また、中空型の波動歯車装置を製造する場合には、カップ形状のフレクスプラインを用いる場合に比べて中空径を大きくすることが容易である。

よって、本発明のフレクスプラインを用いた中空型の波動歯車装置では、外径を大幅に増加させることなく、大きな中空径を形成することができる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したフレクスプラインおよび波動歯車装置の実施の形態を説明する。

図１は本発明を適用した中空型の波動歯車装置の一例を示す縦断面図である。波動歯車装置１は、剛性のサーキュラスプライン２、フレクスプライン３、および、楕円形輪郭の中空型のウエーブジェネレータ４を備えている。

サーキュラスプライン２の内周面には内歯２１が形成されている。フレクスプライン３はサーキュラスプライン２の内側に同軸状態に配置されており、半径方向に撓み可能な円筒状胴部３１と、この円筒状胴部３１の一方の開口端３１ａに連続して、その半径方向の外方に折れ曲がって延びている円盤状のダイヤフラム３２と、このダイヤフラム３２の外周端３２ａに連続している剛性の円環状フランジ３３と、円筒状胴部３１における他方の開口端３１ｂの側の外周面部分に形成した外歯３４とを備えている。外歯３４は内歯２１に噛み合い可能である。

ウエーブジェネレータ４は、楕円形外周面４１ａを備えた剛性部材からなるウエーブプラグ４１と、このウエーブプラグ４１の楕円形外周面４１ａに嵌めたウエーブベアリング４２とを備えている。ウエーブプラグ４１は中心部分に貫通穴４３を備えた中空型のものである。ウエーブベアリング４２は半径方向に撓めることができる外輪および内輪を備えている。

図２（ａ）はフレクスプラインの縦断面図であり、図３はフレクスプライン３の正面図であり、図４はその背面図であり、図５はその平面図である。これらの図を参照して説明すると、フレクスプライン３の円環状フランジ３３は、ダイヤフラム３２の外周端３２ａから円筒状胴部３１とは反対方向に直角に折れ曲がって延びている第１円環部３３ａと、この第１円環部３３ａの先端側の部位を一定幅で一定量だけ内方に突出させた矩形断面形状の第２円環部３３ｂとを備えた形状をしている。第２円環部３３ｂの半径方向の幅は、ダイヤフラム３２の略半分程度であり、ここには、円周方向に沿って等角度間隔に取り付け用のねじ穴３３ｃが形成されている。したがって、装置軸線１ａの方向に見た場合に、円環状フランジ３３はダイヤフラム３２の形成領域内に位置している。

この構成の中空型の波動歯車装置１では、ウエーブジェネレータ４がフレクスプライン３における外歯３４の形成部分の内側に嵌め込まれ、外歯３４の形成部分を楕円形に撓めている。この結果、楕円形の長軸方向の両端部分の外歯３４が剛性のサーキュラスプライン２の内歯２１に噛みあっている。ウエーブジェネレータ４を回転すると、両スプライン２、３の噛み合い位置が円周方向に移動し、両スプライン２、３の歯数差に応じた相対回転が両スプライン２、３の間に発生する。両スプライン２、３の歯数差は一般に２ｎ枚（ｎ：正の整数）とされ、通常はフレクスプライン３の歯数が２枚少ない。サーキュラスプライン２は固定側の部材に締結固定され、フレクスプライン３の円環状フランジ３３が負荷側の部材に連結され、フレクスプライン３から取り出される減速回転によって負荷側の部材が回転駆動される。

本例の中空型の波動歯車装置１では、そのフレクスプライン３の円環状フランジ３３が、ダイヤフラム３２の外周端３２ａから装置軸線１ａの方向に折れ曲がって延びている第１円環部３３ａと、この第１円環部３３ａの先端部を内側に厚肉として形成した第２円環部３３ｂとを備えた形状となっている。

図２に示すように、従来のシルクハット形状のフレクスプライン３Ａ（図２（ａ））に比べて外径を小さくすることができる。また、従来のカップ形状のフレクスプライン３Ｂ（図２（ｃ））のように円環状フランジによって中空径が制約されてしまうことがなく、中空径を従来のシルクハット形状の場合と同様な大きさにすることができる。したがって、外径の増加を抑えて大きな中空径の波動歯車装置を実現できる。

本発明を適用した中空型の波動歯車装置の縦断面図である。 （ａ）は図１のフレクスプラインを示す縦断面図、（ｂ）は従来のシルクハット形状のフレクスプラインを示す縦断面図、（ｃ）は従来のカップ形状のフレクスプラインを示す縦断面図である。 図１のフレクスプラインの正面図である。 図１のフレクスプラインの背面図である。 図１のフレクスプラインの平面図である。

符号の説明

１ 波動歯車装置
２ サーキュラスプライン
２１ 内歯
３ フレクスプライン
３１ 円筒状胴部
３１ａ 開口端
３１ｂ 開口端
３２ ダイヤフラム
３２ａ 外周端
３３ 円環状フランジ
３３ａ 第１円環部
３３ｂ 第２円環部
３３ｃ ねじ穴
４ ウエーブジェネレータ
４１ ウエーブプラグ
４１ａ 外周面
４２ ウエーブベアリング
４３ 貫通穴

Claims (4)

1. 波動歯車装置（１）の構成部品であるフレクスプライン（３）であって、
   半径方向に撓むことのできる円筒状胴部（３１）と、
   この円筒状胴部（３１）の一方の開口端（３１ａ）に連続して、その半径方向の外方に折れ曲がって延びている円盤状のダイヤフラム（３２）と、
   このダイヤフラム（３２）の外周端（３２ａ）に連続している剛性の円環状フランジ（３３）と、
   前記円筒状胴部（３１）における他方の開口端（３１ｂ）の側の外周面部分に形成した外歯（３４）とを有し、
   前記円環状フランジ（３３）は、
   前記ダイヤフラム（３２）の外周端（３２ａ）から前記円筒状胴部（３１）とは反対方向に直角に折れ曲がって延びている第１円環部（３３ａ）と、
   この第１円環部（３３ａ）の先端側の部位を一定幅で一定量だけ内方に突出させた断面形状の第２円環部（３３ｂ）とを備えていることを特徴とする波動歯車装置（１）のフレクスプライン（３）。
2. 請求項１に記載の波動歯車装置（１）のフレクスプライン（３）において、
   前記円環状フランジ（３３）は、装置軸線（１ａ）に沿った方向から見た場合に、前記ダイヤフラム（３２）の形成領域内に位置していることを特徴とする波動歯車装置（１）のフレクスプライン（３）。
3. 剛性のサーキュラスプライン（２）と、
   請求項１または２に記載のフレクスプライン（３）と、
   このフレクスプライン（３）を楕円形に撓めて前記サーキュラスプライン（２）に対して楕円形の長軸方向の両端部分で噛み合せ、これらの噛み合わせ位置を円周方向に移動させることにより両スプライン（２、３）の間に両スプライン（２、３）の歯数差に応じた相対回転を発生させるウエーブジェネレータ（４）とを有していることを特徴とする波動歯車装置（１）。
4. 請求項３に記載の波動歯車装置（１）において、
   前記ウエーブジェネレータ（４）は、楕円形輪郭を備えた剛性部材からなるウエーブプラグ（４１）と、このウエーブプラグ（４１）の楕円形外周面に嵌めたウエーブベアリング（４２）とを備えており、
   前記ウエーブプラグ（４１）は中心部分に貫通穴（４３）を備えた中空型のウエーブプラグであることを特徴とする波動歯車装置（１）。

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